矿山开采塌陷区生态环境恢复与重建浅析

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1、矿山幵采塌陷区生态环境恢复与重建浅析摘要：矿山塌陷区的产生与发展，不仅直接影响矿产资源的经济、合理开采，而且会对生态环境造成不同程度的破坏，尤其是对塌陷区周边的建筑、农田、植被、河流和湖泊等的影响，严重威胁人类的生命和财产安全。要想对其进行治理，首先我们必须丫解何为塌陷区，塌陷区的形成机理等，然后提出相应的治理与重建措施。关键词：±如陷、形式、形成机理、破坏、恢复与重建。0前言塌陷是指地壳浅部岩土体在自然和人为因素作用下向下陷落或沉陷的一种动力地质作用和现象。采煤塌陷是由于煤层采空、覆岩破坏所引起，埋藏于地下的煤炭被采动、掘空之C，煤展上部覆岩的力学平衡就会被打破，覆岩岩

2、石力学性质也必然随之发生变化，在重力和压力作用下，便产生裂隙和断移。地下水也乘虚而人，通过裂隙向采空区渗漏，这又加速覆岩的破坏，造成覆岩0、落、引起岩层和地表移动，最终表现为地表变形和塌陷。塌陷将引发地面塌陷，造成耕地减产绝产、水资源污染流失、建筑物7T•裂倒塌、公共设施毁损报废等，因此矿山塌陷问题不容忽视。1矿井幵采塌陷区的形成机理1.1地面变形的形式矿区幵采塌陷指的是：矿井卜的矿物被采出以开采区域周围岩体的原始应力平衡状态收到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。在此过程中，岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏。矿井开采塌陷的直接外在表现即为地面变形。主要有塌陷、

3、沉降、开裂三种形式，它们一般和继产生、伴随出现。矿区的地而沉降一般先塌陷，影响范围广，分布而积大。由矿井水疏干所引起的沉降区，基木处于地卜水降落漏斗范围内，当地卜*水位降低和排水量增大时,沉降范围和深度也随之增人。同吋，沉降中心亦随着地下水降落中心的转移而转移，有垂直位移和水平位移。地裂缝常伴随滑坡（后壁形成拉张裂隙、前缘发育鼓胀裂隙、周缘发育剪切裂隙）、崩塌等地质灾害出现。地而丌裂是塌陷和沉降的伴生产物，涉及范围广、数量多，形状为弧形、直线形、封闭形或同心關形。裂缝的发育程度与表土的塑性和黏性大小、表十遭受拉仲变形的强度密切相关。1.2釆空造成地面塌陷的机理矿山塌陷区的

4、形成规律，取决于很多因素，但对某一矿床来说，当水文工程地质条件一定时，矿坑排水量的多少是引起塌陷而积大小的很重耍的影响因素。矿山井卜*采空造成地面塌陷的机理主耍宥三种情况：一是采空区安全顶板厚度不够，采空引起顶板坍塌冒顶后造成的地面塌陷；二是地下采空引起地下水位下降造成上覆土体失去顶托后发生的地面沉降；三是地下大面积的采空后。矿层上部失去支撑，岩体自上而下产生变形，最终在地面形成下降变形的移动盆地。1.3塌陷区的分带按照塌陷区上覆岩M的破坏程度，一般将塌陷区分为冒落带、裂缝带和整体移动带。0落带是指用全部垮落法管理顶板吋，回采工作面放顶后，引起矿层直接顶板岩层产生破坏的范

5、围。岩层破坏的特点是：随着煤层的开采，其直接顶板在自重力作用T发生法向弯曲，当岩层内部的拉应力超过岩层的抗拉强度时，便产生断裂、破碎成块垮落，冒落带块大小不一，无规则地堆积在采空区内。根据冒落岩块的破坏和堆积情况，冒落带可分为不规则冒落和规则冒落两部分，胃落岩石具有一定碎胀性，0落岩块间空隙较大，连通性好，有利于水砂，泥土通过。0落岩也体积大于冒落前的原岩体积。岩石具冇碎胀性是使冒落能行停止的根本原因。裂缝带是指在釆空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层，位于0落带和弯曲带之间。裂缝带内岩层产生较大弯曲、变形及破坏。其破坏特征是：内岩层不仅发生垂

6、直于层理面的裂缝或断裂，而且产生顺层理而的离层裂缝。根据裂缝的大小及其连通性的好坏，裂缝带N的岩层断裂分为严重断裂、一般断裂和微小断裂三部分。冒落带和裂缝带合称为两带，又称为冒落裂缝带。一般没冇明显的分界面，均属于破坏性影响区。整体移动带乂称为弯曲带，位于裂缝带之上直至地表，岩石移动的特点是：岩也在自重力的作用十*产生层而法向弯曲，水T方向上处于双向受压缩状态，因而其压实程度较好，一般情况卜*具宥隔水性，尤其是岩性较软时，隔水性能更好，成为含水层下开釆吋的良好保护层。2塌陷区对生态环境破坏的结构类型根据塌陷地性质划分为塌陷干旱地、塌陷沼泽地、季节性积水塌陷地、长年浅积水塌

7、陷地和常年深积水塌陷地。根据塌陷地的稳定程度分为稳定塌陷地和不稳定塌陷地。2.1塌陷干旱地其特点是一般不积水，地形起伏大，耕作极其不便，造成大而积的作物减产。2.2塌陷沼泽地主要分布于地势平坦、排水不畅的平原地区，土壤出现沼泽化和次生盐碱化现象，既不宜发展农业生产，也不宜进行水产养殖，往往造成农作物减产，开发难度大。2.3季节性积水塌陷地在塌陷区由于局部地块塌陷，使地面较周围地表低，在雨水较多的季节积水形成水塘，而在少雨或无雨的季节形成板结地，对农业生产极为不利，~般农田减产40%-50%。2.4长年浅积水塌陷地H冗深度大，一